Ilmuwan menemukan bagaimana mutasi umum menyebabkan gangguan tidur ‘night owl’ – ScienceDaily

Ilmuwan menemukan bagaimana mutasi umum menyebabkan gangguan tidur ‘night owl’ – ScienceDaily


Sebuah studi baru oleh para peneliti di UC Santa Cruz menunjukkan bagaimana mutasi genetik melemahkan waktu jam biologis, menyebabkan sindrom tidur umum yang disebut gangguan fase tidur tertunda.

Orang dengan kondisi ini tidak dapat tidur sampai larut malam (seringkali setelah jam 2 pagi) dan sulit bangun di pagi hari. Pada 2017, para ilmuwan menemukan mutasi umum yang mengejutkan yang menyebabkan gangguan tidur ini dengan mengubah komponen kunci jam biologis yang mempertahankan ritme harian tubuh. Temuan baru, diterbitkan 26 Oktober di Prosiding National Academy of Sciences, ungkapkan mekanisme molekuler yang terlibat dan tunjukkan jalan menuju pengobatan potensial.

“Mutasi ini memiliki efek dramatis pada pola tidur orang, jadi sangat menarik untuk mengidentifikasi mekanisme konkret dalam jam biologis yang menghubungkan biokimia protein ini dengan kontrol perilaku tidur manusia,” kata penulis koresponden Carrie Partch, profesor kimia dan biokimia. di UC Santa Cruz.

Siklus harian di hampir setiap aspek fisiologi kita didorong oleh interaksi siklus protein jam dalam sel kita. Variasi genetik yang mengubah protein jam dapat mengubah waktu jam dan menyebabkan gangguan fase tidur. Siklus jam yang diperpendek menyebabkan orang tidur dan bangun lebih awal dari biasanya (efek “burung pagi hari”), sedangkan siklus jam yang lebih lama membuat orang begadang dan tidur (efek “burung hantu malam”).

Sebagian besar mutasi yang diketahui mengubah jam sangat jarang, kata Partch. Mereka penting bagi para ilmuwan sebagai petunjuk untuk memahami mekanisme jam, tetapi mutasi tertentu mungkin hanya mempengaruhi satu dari sejuta orang. Namun, varian genetik yang diidentifikasi dalam studi 2017 ditemukan pada sekitar satu dari 75 orang keturunan Eropa.

Seberapa sering mutasi khusus ini terlibat dalam gangguan fase tidur tertunda masih belum jelas, kata Partch. Perilaku tidur itu kompleks – orang begadang karena berbagai alasan – dan gangguan bisa sulit didiagnosis. Jadi penemuan variasi genetik yang relatif umum yang terkait dengan gangguan fase tidur merupakan perkembangan yang mengejutkan.

“Penanda genetik ini benar-benar tersebar luas,” kata Partch. “Kami masih harus banyak memahami tentang peran waktu jam yang diperpanjang dalam onset tidur tertunda, tetapi mutasi yang satu ini jelas merupakan penyebab penting perilaku larut malam pada manusia.”

Mutasi mempengaruhi protein yang disebut cryptochrome, salah satu dari empat protein jam utama. Dua protein jam (CLOCK dan BMAL1) membentuk kompleks yang mengaktifkan gen untuk dua lainnya (periode dan kriptokrom), yang kemudian bergabung untuk menekan aktivitas pasangan pertama, sehingga mematikan diri dan memulai siklus lagi. Putaran umpan balik ini adalah mekanisme sentral dari jam biologis, yang mendorong fluktuasi harian dalam aktivitas gen dan tingkat protein di seluruh tubuh.

Mutasi kriptokrom menyebabkan segmen kecil pada “ekor” protein ditinggalkan, dan laboratorium Partch menemukan bahwa hal ini mengubah seberapa erat ikatan kriptokrom ke kompleks CLOCK: BMAL1.

“Wilayah yang terpotong sebenarnya mengontrol aktivitas cryptochrome dengan cara yang mengarah ke waktu 24 jam,” jelas Partch. “Tanpa itu, cryptochrome mengikat lebih erat dan memperpanjang durasi jam setiap hari.”

Pengikatan kompleks protein ini melibatkan kantong di mana segmen ekor yang hilang biasanya bersaing dan mengganggu pengikatan sisa kompleks.

“Seberapa erat ikatan mitra kompleks ke saku ini menentukan seberapa cepat jam berjalan,” jelas Partch. “Ini memberi tahu kita bahwa kita harus mencari obat yang mengikat kantong itu dan dapat memiliki tujuan yang sama dengan ekor cryptochrome.”

Lab Partch saat ini sedang melakukan hal itu, melakukan tes penyaringan untuk mengidentifikasi molekul yang terikat pada kantong di kompleks molekul jam. “Kami tahu sekarang bahwa kami perlu menargetkan kantong itu untuk mengembangkan terapi yang dapat mempersingkat waktu bagi orang-orang dengan gangguan fase tidur tertunda,” katanya.

Partch telah mempelajari struktur molekul dan interaksi protein jam selama bertahun-tahun. Dalam sebuah penelitian yang diterbitkan awal tahun ini, labnya menunjukkan bagaimana mutasi tertentu dapat mempersingkat waktu jam dengan memengaruhi mekanisme sakelar molekuler, membuat beberapa orang bersenang-senang di pagi hari.

Dia mengatakan studi baru ini terinspirasi oleh makalah 2017 tentang mutasi cryptochrome dari lab Peraih Nobel Michael Young di Rockefeller University. Makalah baru saja keluar ketika penulis pertama Gian Carlo Parico bergabung dengan lab Partch sebagai mahasiswa pascasarjana, dan dia bertekad untuk menemukan mekanisme molekuler yang bertanggung jawab atas efek mutasi.

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Keluaran SGP

Author Image
adminProzen